介绍
2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)可有效杀灭引起植物枯萎的真菌,是一种常见的广谱杀菌剂,用于工业的防霉杀菌。因为它的非氧化性质,杀菌时不容易损害膜元件,对精密度较高的膜元件非常友好。其显著特点是具有在环境中快速水解,在低剂量下发挥高效作用的双重优点。DBNPA通常用来防止细菌和藻类在造纸、工业循环冷却水、金属加工用润滑油、纸浆、木材、涂料和胶合板中的生长繁殖,同时可做黏泥控制剂,广泛用于造纸厂纸浆和循环冷却水系统。作为广谱高效的杀菌剂,能迅速穿透微生物的细胞膜,并作用于一定的蛋白基团,使细胞的正常氧化还原中止,从而引起细胞死亡。同时,它的分支还可以选择性地溴化或氧化微生物的特殊酶代谢物,最终导致微生物死亡。此外,2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺具有良好的剥离性能,使用时无泡沫,液体产品与水可任意比互溶,低毒[1]。
图一 2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺
杀菌应用
罗文姬等人[1]研究以2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺为主要杀菌成分复合微量凯松作为复合杀菌剂,常规中和剂不能有效地中和该复合杀菌剂的作用,为此需要筛选出对本复合杀菌剂的有效中和剂,为杀菌效果评价提供有效的中和方法。实验探究根据主要杀菌成分结构选择不同中和剂组合,筛选有效的中和剂,探究不同作用时间和作用浓度的杀菌效果。
通过作用基团入手筛选,最终得到了可以有效抵消复合膜杀菌剂消毒作用的中和剂,1%硫代硫酸钠+0.5%卵黄卵磷脂+1%甘氨酸+8%吐温-80的PBS溶液。通过不同作用时间的悬液定量杀菌试验,比较不同浓度下杀菌效果。实验结果表明,作用时间为90 min时,复合膜杀菌剂浓度0.05‰以上,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的KL>5.0,对白色念珠菌KL>4.0。结合工艺流程,现场实验结果显示,复合膜杀菌剂浓度0.05‰对水处理自然菌落有明显杀灭效果[1]。
合成
2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺的合成方法很多,可以用氯乙酸、氰乙酸、二烷基氨基丙烯醛、氨基缩醛二醇和氰乙酸甲酯为起始反应原料,先制取氰乙酰胺,然后用溴素为溴化剂进行溴化反应制得。在用溴素进行溴化反应的同时生成溴化氢,溴素的利用率仅50%。随着溴素价格不断上涨,积极研究在溴化过程中加入氧化剂,提高溴素的利用率的方法。常用的氧化剂包括溴酸钾、氯酸钠、次氯酸钠、氯气和过氧化氢。用溴酸钠作氧化剂,在10-40℃下溴化制备DBNPA。用过氧化氢作氧化剂溴化制备二溴次氮基丙酰胺的方法。用溴酸钠作氧化剂反应速度快,但原料成本高;用过氧化氢作氧化剂反应温度高,产物容易分解,反应过程不易控制,需要研究成本低廉和反应速度快的氧化剂。
李建生等人[2]克服现有二溴次氮基丙酰胺制备方法的不足,提供一种用原料成本低廉和反应速度快的氧化剂,使溴素全部利用的二溴次氮氯基丙酰胺制备方法。具体合成步骤如下:
在500m1四口瓶中加入16.8克氰乙酰胺,加实施例1结晶母液200m1,水浴冷却至20℃以下,在搅拌下加溴素32克,约20分钟加完,滴加10%次氯酸钠溶液179克,加完后继续搅拌15分钟,过滤沉淀,用50m1水洗涤沉淀二次,60℃下烘干得成品45.5克,收率94.0%,母液循环使用。
该方法的有益效果体现在采用廉价的次氯酸钠作氧化剂,使溴素得到完全利用,降低了原料成本;溴化反应几乎定量进行,产品合成收率提高,母液可循环使用。
参考文献
[1]罗文姬,许雅棋,乐晓光,等.2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺复合物杀菌效果的研究及中和剂选择[J].中国洗涤用品工业,2022,(09):36-41.
[2]李建生,刘炳光,苏超等. 一种2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺制备方法[P]. 天津:CN102432500A,2012-05-02.